民航空管防止跑道侵入技術裝備選型探討

楊美榮

摘要：防跑道侵入技術手段的研究和應用是提升空管系統跑道安全運行水平的一個重要手段，各地民航機場也加快了防止跑道侵入技術裝備的規劃和建設。為了幫助大家更好地梳理自身需求，合理選擇適用的技術裝備，本文就民航空管防止跑道侵入技術裝備選型進行分析討論。

關鍵詞：防止跑道侵入;A-SMGCS;需求

一、防止跑道侵入概述

（一）跑道侵入定義

根據ICAO的規定，跑道侵入是指在機場發生的任何航空器、車輛或人員誤入指定用于航空器著陸和起飛的地面保護區的情況[1]。

（二）國內外防止跑道侵入技術應用情況

1、美國防止跑道侵入技術應用情況

在空管方面，FAA重點加強了機場場面監視能力的建設，先后推出了下列技術方案：①機場場面監測設備-3型（ASDE-3）/機場活動區安全系統（AMASS）。ASDE-3/AMASS能夠跟蹤地面移動目標并檢測潛在的跑道沖突，同時向管制員提供自動的聲音和圖像告警。ASDE-3屬于一次雷達，工作于KU波段，于20世紀80年代開始陸續在美國各大機場投入使用。AMASS是增強ASDE-3功能的軟硬件，通過它為管制員提供自動告警和提示。②機場場面監測設備-X型（ASDE-X）。ASDE-X能夠提供更加精準的場面監測技術。一個典型的ASDE-X核心系統包括場面雷達、MLAT、ADS-B、多監視源處理器和塔臺管制員人機界面。ASDE-X能夠給塔臺管制員提供跑道沖突或潛在跑道沖突時的聲音和圖像告警，并能夠提供更為豐富的機場內航空器及車輛信息。目前美國已有40個主要機場建設或使用ASDE-X系統。③機場場面監視能力系統（ASSC）。該系統使用MLAT及ADS-B獲取航空器信息，以向塔臺管制員提供航空器定位。從美國對各項技術的應用實踐來看，ASDE-X由于信號豐富功能全面，除了能夠為塔臺管制員提供監視和沖突告警等服務，還能夠為其他的防跑道侵入技術（如跑道狀態燈）提供功能支持，是較為有效的防跑道侵入技術方案，逐步應用在美國各大機場;費用更低的ASSC正在其他中小機場逐步應用。

2、歐洲防止跑道侵入技術應用情況

在空管方面，歐洲關注的重點也是加強場面監視能力建設，同時一直致力于推進高級場面活動引導與控制系統（A-SMGCS）的實施。歐洲各大機場已經安裝MLAT系統40余套， ADS-B系統34套。此外，歐洲許多大中型機場已經安裝了A-SMGCS系統，實現了場面交通目標的監視和包括跑道侵入告警在內的多項告警，其使用的技術方案如下。

①場面監視雷達（SMR）。場面監視雷達主要用于探測機場場面上的航空器和車輛目標，屬于一次雷達，對目標探測無需目標應答，能獲取覆蓋范圍內所有目標位置信息，不能提供目標識別信息。定位精度在7.5m左右，目標數據更新率一般為1Hz。②MLAT系統。MLAT通過在場面布置多個遠端接收站，接收機場范圍內機載設備A/C模式、S模式應答信號，計算信號到達不同接收站的時間差，實現目標定位，并能夠根據接收信號，提取目標識別信息，包括呼號、二次代碼和24bit地址碼。通過合理布點MLAT系統的定位精度可達7.5m或更高。③ADS-B系統。ADS-B系統通過接收航空器自動發送的位置信息、識別信息和其他附加信息實現對航空器的監視，航空器的位置信息來自于機載應答機的GPS定位，精度在10m左右，數據更新率一般為1Hz。④A-SMGCS系統。A-SMGCS是由監視、控制、路由規劃和引導4大功能組合而成的模塊化系統。在ICAO的規劃中，將A-SMGCS功能實現從level1至level5劃分為5級，其中level1至level4分別對應前述的監視、控制、路由規劃及引導功能，level5強調了飛行員/車輛駕駛員對機場場面態勢的感知。但是在歐控關于A-SMGCS的規劃中，已經摒棄了ICAO關于級別的概念，提出了監視服務、機場安全保障服務、路由規劃服務以及引導服務的概念，強調A-SMGCS系統應基于本地實際需求、行業或國家強制標準來選擇具體的功能/服務模塊，無需按照某一固定模式實施[2]。⑤電子進程單系統。電子進程單系統主要為管制員提供航班信息和指令記錄，避免管制員發送錯誤的指令，并可以為管制員提供跑道占用的告警功能。

3、我國防止跑道侵入技術應用情況

目前我國民航空管用于防止跑道侵入的技術主要包括：SMR，MLAT，ADS-B、A-SMGCS和電子進程單。此外，重慶、上海等機場已建或在建視頻監控系統，對部分熱點區域進行監視和告警。根據對民航局空管局所轄44個機場所做的調研，從調研結果可以看到，SMR、MLAT及ADS-B等基礎技術裝備應用比例較低?？傮w而言機場現有的技術裝備遠遠不能滿足對機場場面上航空器和車輛的監視需求，各機場場面監視能力亟待提高。

（二）防止跑道侵入技術裝備需求梳理和選型依據

1、防止跑道侵入技術裝備需求梳理

各地進行需求梳理時，應聯合本地航空導航服務提供商、機場運行及管理部門進行討論，將模糊的要求逐步細化可實現的需求。在梳理需求時，建議對需求進行分類，一般可以有如下分類：總體需求、監視需求、安全需求、路由規劃需求和引導需求。

2、防止跑道侵入技術裝備選型依據

防止跑道侵入技術裝備選型時，對照需求逐條將滿足需求的技術裝備一一列出，當所有的需求和技術裝備都列好之后，圈出滿足需求的技術裝備，就能夠得到一個初步的選型結果，在有多重技術裝備同時滿足需求的情況下，可以通過投資成本、未來的擴展性等方面進一步進行篩選，直到最終完成選型。

（三）以需求側思維強化空管安全管理

結合需求側思維，民航通導從業人員強化安全管理可以從“架安全之橋、立安全之本、鑄安全之基、定安全之責”四個維度持續夯實系統安全。

1、供需雙方定期交流機制，架安全之橋

需求側思維引導通導從業人員把更多的精力投向空管服務輸出的最末端，即管制員對空指揮的安全和效率。因此，供給側應該主動與需求側建立面對面協調溝通機制，為雙方搭建起無縫、暢通的溝通平臺，確保供給側與需求側能及時精準地溝通問題并解決問題，消除安全隱患，防患于未然，同時，可以針對需求側提出的新需求，不斷完善供給側輸出。還有，從供給側角度可以挖掘出需求側想要的需求，比如新技術的加快應用，ADS-B信號接入空管自動化系統可以有效彌補雷達覆蓋盲區帶來的運行風險;與外區空管局實施AIDC可以高效解決電話移交飛機效率低下的問題;區管中心管制大廳設置技術主任席，可以第一時間解決席位設備故障，減少設備故障的影響，架起空管安全之橋。

2、以需求側思維的應急，立安全之本

空管系統之前的應急手冊，基本上是以部門進行劃分并梳理應急流程，通導部門（供給側）和管制部門（需求側）之間對接較少。需求側思維可以助力設備保障部門不斷地調整應急的方向，以管制用戶席位上使用的設備出發，枚舉設備鏈條上任意節點故障可能造成的影響，不斷完善和擴充設備故障時可能對需求側的影響情景庫。理想狀態下，所有的設備故障情景均應該在應急情景庫中，管制員可以依據設備故障情景庫提前培訓并掌握處置程序，在真正面對設備故障時，才能夠從容應對，守住安全底線。同時，系統地梳理設備全鏈條的配置，在故障發生時，一般情況下均應當確保有備用設備提供服務（地震等不可抗力除外），而且，供給側和需求側要密切配合，雙方知曉所有的故障對需求側的影響和故障后設備可以提供的備用服務情景，并強化復訓，確保全員掌握，確立安全之基。

四、結語

本文通過分析國內外相關技術裝備應用情況和各自優缺點，同時列舉了需求梳理的方式，明確了如何通過需求進行技術裝備選型，為我國民航各機場防止跑道侵入技術裝備選型提供了一種方法和思路，希望能夠在有效提升我國民航跑道安全水平的基礎上，精準滿足運行要求，確保資金合理高效使用。

參考文獻：：

[1]ICAO Doc 9870 AN/463.200.國際民航組織.防止跑道侵入手冊[Z].

[2]EUROCONTROL-SPEC-17.歐洲航行安全組織.歐控A-SMGCS服務規范[Z].